23.07.06 최초작성
1. 프로세스란?
실행되고 있는 프로그램을 말한다.
각 프로세스는 자신만의 주소공간을 가진다.
| Code | Data | Stack | Heap |
|---|---|---|---|
| 실제 프로그램 | 초기화된 변수, 전역 변수 | 실행과 관련된 정보 | 동적 메모리 할당 |
2. 프로세스의 상태
- new : 프로세스가 막 생성된 상태
- running : 프로세스가 실행되고 있는 상태
- waiting : 어떤 이벤트가 발생하길 기다리는 상태
- ready : 프로세서에 할당받기 기다리는 상태
- terminate : 프로세스가 끝난 상태
인터럽트, 스케줄러, I/O 이벤트를 통해 다른 상태로 전이한다.
3. Process Hierarchy (프로세스의 계층 관계)
모든 프로세스는 다른 프로세스로부터 생성되며 원본 프로세스를 부모(parent) 생성되는 프로세스를 자식(children) 이라고 한다. 이 관계를 트리로 나타낸다.
pid_t fork(void); // 프로세스를 생성하는 시스템 콜
// 자신과 동일한 자식 프로세스를 생성
// 생성 성공 시 부모에게는 자식의 pid가, 자식에게는 0이 return 되지만 실패 시 부모에게 -1이 return 된다.
pid_t exec(void); // 프로세스를 다른 프로세스로 바꾸는 시스템 콜
// 현재 실행했던 내용이 다 사라짐
// 다양한 variant들이 존재(man 참고)4. Process Termination(프로세스 종료)
프로세스가 종료 시 (exit()) 메모리의 자원을 반환하고 "return code" 를 남긴다.
pid_t wait(int *wstatus) // 자식 프로세스가 종료될 경우 그 프로세스의 pid와 return code를 받아오는 함수
waitpid(childpid, &status, 0); // childpid를 가진 프로세스가 종료될 경우 status를 통해 값을 저장
//childpid = -1일 경우 함수 실행 후 가장 먼저 종료된 자식 프로세스의 값을 받아옴
- Zombie Process
- 프로세스가 종료된 상태지만 부모 프로세스가 wait()을 실행하지 않아 종료 상태를 회수하지 않은 상태
- wait()이 호출될 때 까지 실행 결과가 남아있음
- Orphan Process
- 부모 프로세스가 wait()을 실행하지 않고 자식 프로세스보다 먼저 종료되어 자식 프로세스의 종료 상태를 회수하지 못한 상태
- 이를 방지하기 위해 부모 프로세스가 종료되면 자식 프로세스도 종료되도록 설정할 수 있다. 이런 방법을 "Cascading termination" 이라 한다.
- 새롭게 부모 프로세스를 할당할 수 있는데 이런 기법을 "Reparenting" 이라고 한다.
5. Process(Task) Control Block
프로세스의 정보를 담고 있는 자료 구조
6. IPC(Inter-Process Communication) Model
다른 프로세스와 통신해 작업을 수행하는 기법. 계산 속도, 모듈화, 편의성등의 장점이 있다.
1. shared memory 방식
- 프로세스간 서로 공유할 메모리 공간을 설정해 통신함
- 프로세스가 통신을 제어함
- 운영체제의 도움을 받지 않아 빠른 실행이 가능
- 주요 이슈는 메모리 공간 접근 시 동기화 문제
- Message passing
- OS가 제공하는 IPC-facility를 통해 통신함
- OS가 통신을 제어
- 운영체제의 도움을 받아 실행이 느림(모드 전환 잦음)
7. Signal
IPC 환경에서 프로세스에게 특정 이벤트를 알리기 위한 이벤트
동기, 비동기
"Signal Handler" 를 통해 신호 처리
man 7 signal //시그널 확인8. Pipe
2개의 프로세스가 통신할 수 있도록 하는 프로그램
unidirectional : 단방향 통신이 가능한 경우
bidirectional : 양방향 통신이 가능한 경우
full duplex : 동시에 읽기/쓰기가 가능한 파이프 (bidirectional)
half duplex : 읽기/쓰기 동시에 하나만 가능한 파이프 (bidirectional)
8.1 Ordianry Pipe
부모-자식간의 관계에서 생성할 수 있는 파이프
write-end에서 데이터 쓰기가 가능 & read-end에서 데이터 읽기 가능
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#inclue < string.h>
void main(){
int pipefd[2]; //pipefd[0] : 읽기 전용, pipefd[1] : 쓰기 전용
pid_t cpid;
char buf;
if(pipe(pipefd) == -1){ //pipe() : pipe 생성하는 시스템 콜
perror("pipe");
exit(EXIT_FAILURE);
}
}
8.2 Named Pipe
부모-자식 관계에서 뿐만 아니라 다양한 프로세스 간에 사용할 수 있는 파이프
9. Remote Procedure Calls(RPC)
네트워크를 통해 프로세스끼리 통신하는 방법
10. Edianness
CPU가 데이터를 메모리에 저장할 때 바이트 단위로 나눠 저장한다. 연속되는 바이트를 저장하는 순서를 바이트 저장 순서라고 한다.
Little-endian : 낮은 주소에 데이터의 낮은 바이트(LSB)부터 저장
- 패딩과 클램핑 시 장점
- 합연산 시 장점
Big-endian : 낮은 주소에 데이터의 높은 바이트(MSB)부터 저장 - 대소관계 비교 장점
- 네트워크에서 주소를 이 방식으로 설정
